ما هي جسيمات PM1؟

يُطلق على الجسيمات (PM) التي يقل حجمها عن 1 ميكرون اسم PM1 (وأحيانًا PM1.0). تعتبر PM1 خطيرة بشكل خاص بسبب حجمها الصغير للغاية.

فكلما كان قطر الجسيم أصغر كلما زاد الضرر الذي يمكن أن يسببه عادةً. إن الجسيمات الصغيرة المحمولة في الهواء مثل PM1 صغيرة بما يكفي لاختراق أنسجة الرئة والوصول إلى مجرى الدم. ويمكن أن تنتشر جسيمات PM1 بعد ذلك في جميع أنحاء الجسم وتسبب تأثيرات صحية جهازية.

انقر هنا لمعرفة سبب أهمية حجم الجسيمات.

على الرغم من صغر قطر الجسيم PM1 النموذجي، إلا أن جسيم PM1 النموذجي له مساحة سطح مادية أكبر من الجسيمات الدقيقة الأخرى مثل PM2.5. وهذا يجعل الجسيم PM1 أكثر عرضة لحمل المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية و والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) على سطحها وتسبب ضررًا أكبر عند استنشاقها.

وعلى عكس PM2.5، لا يخضع PM1 للتنظيم، كما أن تكنولوجيا رصد PM1 محدودة. لا تزال الأبحاث جارية لفهم الضرر المحدد الذي تسببه PM1 بشكل أفضل على عكس الملوثات الجسيمية الأخرى مثل PM2.5 و والجسيمات متناهية الصغر (UFPs).

ما هي مصادر PM1؟

مثل PM2.5 والجسيمات متناهية الصغر، ينتج معظم التلوث PM1 عن احتراق الوقود والنشاط الصناعي.

وتحدث بعض مصادر PM1 بشكل طبيعي، مثل الشظايا المعدنية والهباء الجوي من رذاذ البحر.¹ ولكن إلى حد بعيد، تنشأ غالبية جسيمات PM1 المحمولة جواً من النشاط البشري، مثل:

• الانبعاثات من المصانع والأنشطة الصناعية الأخرى
• عوادم المركبات
• جزيئات الإطارات من استخدام المركبات
• الدخان المتصاعد من حرائق الغابات أو في الأماكن المغلقة حرق الحطب في الأماكن المغلقة

نظرًا لأن النشاط البشري يشكل الجزء الأكبر من مصادر جسيمات PM1، فإن المناطق الحضرية المكتظة بالسكان، خاصة تلك التي بها طرق مزدحمة أو منشآت صناعية، معرضة بشكل خاص للتلوث بجسيمات PM1 بالإضافة إلى أنواع أخرى من التلوث بالجسيمات.

نظرت دراسة أجريت في عام 2019 في مجلة Atmosphere في الجسيمات الموجودة في الهواء حول أربع مدارس تمهيدية وثماني منشآت صناعية في بولندا. وجد الباحثون ارتباطًا وثيقًا بين PM1 وPM2.5، مما يشير إلى أن ما يقرب من 75 في المائة من جسيمات PM2.5 المحيطة تقع في نطاق حجم PM1 أقل من 1 ميكرون.²

كما وجدت الدراسة أيضًا أن المواد المسرطنة المحمولة في الهواء مثل الكادميوم والكروم والنيكل كانت موجودة بشكل شائع في جسيمات PM1 بالقرب من المناطق الحضرية والمنشآت الصناعية. وتراوحت تركيزات هذه المواد المسرطنة من 10 نانوغرام/م3 إلى 800 نانوغرام/م3 في عينات من جسيمات PM1 المحيطة في نطاق كيلومتر واحد من المنشآت الصناعية.

دراسة عن PM1 في دلهي, الهند من أكتوبر/تشرين الأول حتى نوفمبر/تشرين الثاني 2020 يوضح هذا الانتشار حول المناطق الحضرية بشكل جيد، حيث وجد متوسط تركيزات PM1 من 200-300 ميكروغرام لكل متر مكعب (ميكروغرام/م³) طوال فترة الدراسة.³

كيف يؤثر PM1 على صحتنا؟

بسبب ارتباطه مع PM2.5، من المعروف أن PM1 له آثار صحية مماثلة على الرئتين والقلب. وقد وجدت الأبحاث الحديثة أيضاً أن حجم PM1 وقدرته على حمل مواد كيميائية سامة على سطحه يزيد من نطاق عواقبه الصحية المحتملة.

وجدت دراسة أجريت عام 2020 في مجلة Scientific Reports مستويات ضئيلة من المواد الكيميائية والمعادن الثقيلة التالية على جسيمات PM1 التي تم قياسها بالقرب من مدينة هاربين في الصين، وهي مدينة تعتمد إلى حد كبير على الفحم للتدفئة خلال مواسم البرد:⁴

• الكبريتات
• النترات
• الأمونيوم
• الزنك
• الرصاص
• الكروم
• النيكل
• الكادميوم
• الكوبالت

جميع هذه العناصر والمركبات، وخاصةً المعادن الثقيلة مثل الرصاص والكادميوم، لها آثار صحية موثقة طويلة الأجل مثل أمراض القلب والسرطان.⁵

وقد وجدت بعض الدراسات أيضًا أن التعرض لجسيمات PM1 له تأثيرات مماثلة على القلب والرئتين مثل جسيمات PM2.5 والجسيمات متناهية الصغر (UFPs).

بحثت دراسة نُشرت عام 2017 في مجلة لانسيت بلانيتري هيلث في مجلة لانسيت بلانيتري هيلث حول الآثار الصحية لـ PM1 في زيارات غرف الطوارئ في 28 مستشفى في 26 مدينة صينية في ارتباط مع بيانات رصد PM1 وPM2.5.⁶

حيث بلغ متوسط تركيزات PM1 في جميع المدن الـ 26 التي قاسها الباحثون 42.5 ميكروغرام/متر³، أشارت بيانات الدراسة إلى أن زيارات غرف الطوارئ تزداد بشكل ملحوظ لكل ارتفاع في PM1 بمقدار 10 ميكروغرام/متر³مع استمرار التأثيرات لمدة تصل إلى يومين بعد الارتفاع الأولي في تركيزات PM1.

وجدت دراسة مماثلة أُجريت عام 2020 لقياس مستويات PM1 في 65 مدينة صينية أن كل ارتفاع في PM1 بمقدار 10 ميكروغرام/متر³ يزيد من خطر إصابة الفرد بأمراض القلب بنسبة 0.29 في المائة.⁷ مع متوسط مستويات PM1 التي تبلغ 27 ميكروغرام/م3 في جميع المدن الـ 65، لاحظت الدراسة أن هذا التأثير كان أكثر حدة بالنسبة لـ PM1 مقارنةً بـ PM2.5 أو PM10.

بحثت دراسة أخرى أجريت في عام 2020 في مجلة Hypertension في وجود صلة محتملة بين PM1 وارتفاع ضغط الدم، حيث درست ما يقرب من 10,000 طفل صيني تتراوح أعمارهم بين 5 و17 عامًا خلال عامي 2012 و2013.⁸ وكان ما يقرب من 50 في المئة من الأطفال يتعرضون بانتظام لدخان التبغ، وكان ما لا يقل عن 10 في المئة منهم يعيشون في منازل تستخدم الفحم للتدفئة الداخلية.

خلص الباحثون إلى أن كل زيادة في PM1 بمقدار 10 ميكروغرام/م3 تزيد من خطر ارتفاع ضغط الدم لدى الأطفال بنسبة 61 في المائة، خاصة لدى الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 11 عامًا والأطفال الذين يعانون من زيادة الوزن أو السمنة.

هل يمكن قياس PM1 بواسطة أجهزة مراقبة جودة الهواء؟

تكنولوجيا رصد PM1 محدودة. فمعظم أجهزة مراقبة جودة الهواء التي تقيس PM1 قادرة فقط على رصد PM2.5 و PM10. ويرجع هذا النقص في تكنولوجيا رصد PM1 جزئيًا إلى صغر حجم PM1، ولكن أيضًا بسبب حركته في الهواء.

تعاني بعض أصغر جسيمات PM1 من حركة براونية، وهي حركة غير منتظمة في الهواء بسبب التصادمات مع الجزيئات الأخرى المحمولة جواً.⁹ وهذا يعني أن PM1 يتصرف كغاز أكثر من كونه جسيمًا صلبًا، وتتطلب الغازات تقنيات رصد مختلفة كثيرًا عن الجسيمات لقياسها بدقة.

أجهزة مراقبة جودة الهواء من سلسلة AirVisual تشمل مستشعرات المواد الجزيئية المشتتة بالليزر التي تقيس الجسيمات في الهواء المحيط التي يتراوح حجمها من 0.3 إلى 10 ميكرون في الوقت الحقيقي. ويشمل ذلك قياسات PM1 وPM2.5 وPM10.

تُعد المستشعرات الخارجية المجهزة بالطقس مثالية للاستخدام بالقرب من مصادر PM1 الرئيسية في البيئات الحضرية الكثيفة، مثل بالقرب من المصانع أو الطرق المزدحمة التي تشهد كثافة عالية في حركة مرور المركبات.

نصائح لتقليل PM1

فيما يلي بعض النصائح للمساعدة في تقليل انبعاثات PM1 من بعض مصادرها الأكثر شيوعاً:

• التنقل عن طريق المشي أو ركوب الدراجات الهوائية أو ركوب الحافلات أو القطارات أو استخدام وسائل النقل المشتركة لتقليل الاعتماد على المركبات الشخصية.
• استبدال السيارات التي تعمل بالبنزين بمركبات كهربائية أو تعمل بالوقود الهيدروجيني للمساعدة في تقليل أو التخلص من انبعاثات الكربون الشخصية.
• استبدال المركبات أو الماكينات التي تعمل بالديزل بأخرى تستخدم طاقة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، مثل الغاز الطبيعي أو الكهرباء.
• تجهيز أنظمة الطاقة المنزلية بالطاقة الشمسية لتقليل استخدام شبكة الطاقة لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم أو غيره من أنواع الوقود القذرة.
• تقليل الاعتماد على مصادر الاحتراق في الأماكن المغلقةمثل المواقد, الشموع المعطرةوالأفران والمواقد. تأكد من التهوية المناسبة إذا قررت استخدام هذه المصادر.
• قلل من التدخين أو توقف عن التدخين السجائرأو السجائر الإلكترونية أو السيجار.

الوجبات الجاهزة

يقيس PM1 ملوثات الجسيمات الأصغر من 1 ميكرون. ومثلها مثل الجسيمات الدقيقة الأخرى، يمكن أن تسبب ضررًا للقلب والرئتين والأعضاء الأخرى في الجسم، ولكنها تحمل أيضًا مواد مسرطنة سامة على سطحها يمكن أن تؤدي إلى مزيد من الضرر، بما في ذلك زيادة خطر الإصابة بالسرطان.

ونظرًا لصغر حجمه، يتصرف PM1 أيضًا بشكل مختلف في الهواء عن الجسيمات الأخرى ويمكن أن يكون من الصعب رصده. يمكن لأجهزة استشعار PM1 عالية الدقة أن تساعد في توضيح العلاقة بين PM1 والملوثات الأخرى المحمولة جواً وقياس تأثير تنقية الهواء على هذا الملوث المحدد.